表面活性剂在界面上的吸附.ppt

文档介绍：表面活性剂化学及应用
东华大学化学化工与生物工程学院
张煊
第三章表面活性的界面吸附
有“工业味精”之称。
最早的表面活性剂肥皂
第一节表面活性剂的吸附作用
一、界面吸附现象
G-L 表面吸附–泡沫 foam
L-L 界面吸附–乳状液 emulsion
S-L 界面吸附–润湿 wetting, 分散dispersing
二、表面活性和吸附
表面活性表面吸附
三、表面活性剂吸附性能的三个基本内容
1、表面活性剂的界面吸附量,即界面相中表面活性剂的浓度比本体相浓度的超量;
2、界面吸附的热力学参数,即标准吸附自由能,标准吸附焓和标准吸附熵;
3、界面吸附取向,即表面活性剂在界面上定向排列方式。
可以分为两大类:
1、疏水基定向吸附,这类界面吸附的特点是表面活性剂分子的疏水基在界面上朝着水相的外侧定向排列,一般水溶液表面,油/水界面以及疏水性固体(例如石墨、聚丙烯等)的固/水界面属于此类吸附。
2、亲水基定向吸附,则相反,表面活性剂分子的亲水基朝着水相的外侧定向排列,这类吸附方式往往发生在极性固体(例如玻璃、羊毛等)的固/水界面上。
第二节固-液界面带电及其双电层模型
一、固-液界面带电机理一般有以下四种情况。
,例如离子交换树脂、蛋白质等,在水中电离出小离子后固-液界面带相反电荷。以蛋白质为例:
,该种带电机理是固体表面优先吸附水中某种离子而带电。
(1)疏水性固体表面,例如石墨、油脂以及合成纤维自身不能电离,但由于水中相同电荷的正、负离子的水化能力不同,正离子更易水化,即更易分散于水中,所以负离子相对更易被吸引到这些固体表面上去而带负电。
(2)难溶盐的固体表面,例如AgI,BaSO4等。根据Fajans规则,难溶盐晶格更易优先吸附水溶液中的同离子。以AgI溶胶为例,在溶胶水溶液中加入AgNO3的话,AgI表面易吸附Ag+而带正电;反之加入KI时,则AgI表面易吸附I -而带负电荷。
(3)金属氧化物及难溶的氢氧化物固体表面,这类物质的固体表面与水接触就发生水化,存在一个零电点(PZC),当pH=PZC时,固体表面吸附H+和OH-的能力相等,表面电位为零。
金属氧化物
PZC
SiO2
-
TiO2
-
α-Fe2O3
-
γ-Al2O3
-
α- Al2O3
-
Zn
-